2011년 3월 일본 후쿠시마에 발생한 지진해일은 진도 9.0의 강력한 해저 지진으로 인하여 후쿠시마 지역에 많은 인명피해를 가져왔고 후쿠시마 원자력발전소 폭발로 인한 방사능 유출이라는 사상 초유의 사태를 초래하였다. 우리나라의 경우 1983년, 1993년 2차례 지진해일을 격은 바 있으나 1993년 이후 지진해일의 피해가 보고되지 않고 있어 상대적으로 지진해일에 관한 대비책이 미비한 실정이다. 더욱이 우리나라는 지리적으로 지진이 잦은 일본과 인접하고 있으며 원자력 발전의 대부분이 동해에 포진하고 있어 언제 있을지 모르는 지진해일에 대하여 확실한 대비책이 필요하다. 따라서 본 논문에서는 원자력발전소와 같은 중요시설을 지진해일로부터 안전하게 보호할 수 있는 방재시스템의 대안으로 ...
2011년 3월 일본 후쿠시마에 발생한 지진해일은 진도 9.0의 강력한 해저 지진으로 인하여 후쿠시마 지역에 많은 인명피해를 가져왔고 후쿠시마 원자력발전소 폭발로 인한 방사능 유출이라는 사상 초유의 사태를 초래하였다. 우리나라의 경우 1983년, 1993년 2차례 지진해일을 격은 바 있으나 1993년 이후 지진해일의 피해가 보고되지 않고 있어 상대적으로 지진해일에 관한 대비책이 미비한 실정이다. 더욱이 우리나라는 지리적으로 지진이 잦은 일본과 인접하고 있으며 원자력 발전의 대부분이 동해에 포진하고 있어 언제 있을지 모르는 지진해일에 대하여 확실한 대비책이 필요하다. 따라서 본 논문에서는 원자력발전소와 같은 중요시설을 지진해일로부터 안전하게 보호할 수 있는 방재시스템의 대안으로 복합단면 및 유수실을 포함하는 새로운 방파제를 제시하였다. 본 논문에서 제시한 방파제의 구조적 특성을 확인하기 위해 수치모의를 수행하였으며 비교적 정확한 수치모의를 할 수 있는 VOF 기법을 사용하여 수치모의를 수행하였다. 또한 지진해일을 수치모의하기 위해 주로 사용되는 파랑모형으로 Solitary Wave를 사용하였고 Solitary Wave가 갖는 단점인 초기 해안선에서의 수위 저하 현상 결여와 관측치에 비해 상대적으로 낮은 처오름 높이에 관한 대안으로 LDN Wave를 조파하였고 각각의 특징을 비교하였다.
연구결과 지진해일에 주로 사용되는 Solitary Wave에 비해 LDN-Wave의 최대 처오름 높이가 17%정도 더 높은 것으로 확인되었고, 지진해일시 해안에서 초기 수위저하 현상을 재현할 수 있었다.
LDN-Wave의 최대처오름 높이가 더 큰 이유는 LDN-Wave의 전파 과정에서 진폭분산에 의해 파형경사가 급한 N-Wave가 만들어져 큰 관성으로 처오르기 때문에 최대 처오름 높이가 더 큰 것으로 판단된다.
또한 본 논문에서 제시한 복합단면 및 유수실을 갖는 방파제의 경우 일반 경사식 방파제에 비하여 N-Wave의 경우 5%, Solitary Wave의 경우 7%의 처오름 저감 효과를 확인할 수 있었다.
본 연구를 통해 복합 단면 및 유수실 갖고 있는 방파제의 지진해일 방재 가능성을 확인하였고 LDN-Wave를 통해 보다 지진해일에 근접한 수치모의를 할 수 있을 것으로 판단 한다.
2011년 3월 일본 후쿠시마에 발생한 지진해일은 진도 9.0의 강력한 해저 지진으로 인하여 후쿠시마 지역에 많은 인명피해를 가져왔고 후쿠시마 원자력발전소 폭발로 인한 방사능 유출이라는 사상 초유의 사태를 초래하였다. 우리나라의 경우 1983년, 1993년 2차례 지진해일을 격은 바 있으나 1993년 이후 지진해일의 피해가 보고되지 않고 있어 상대적으로 지진해일에 관한 대비책이 미비한 실정이다. 더욱이 우리나라는 지리적으로 지진이 잦은 일본과 인접하고 있으며 원자력 발전의 대부분이 동해에 포진하고 있어 언제 있을지 모르는 지진해일에 대하여 확실한 대비책이 필요하다. 따라서 본 논문에서는 원자력발전소와 같은 중요시설을 지진해일로부터 안전하게 보호할 수 있는 방재시스템의 대안으로 복합단면 및 유수실을 포함하는 새로운 방파제를 제시하였다. 본 논문에서 제시한 방파제의 구조적 특성을 확인하기 위해 수치모의를 수행하였으며 비교적 정확한 수치모의를 할 수 있는 VOF 기법을 사용하여 수치모의를 수행하였다. 또한 지진해일을 수치모의하기 위해 주로 사용되는 파랑모형으로 Solitary Wave를 사용하였고 Solitary Wave가 갖는 단점인 초기 해안선에서의 수위 저하 현상 결여와 관측치에 비해 상대적으로 낮은 처오름 높이에 관한 대안으로 LDN Wave를 조파하였고 각각의 특징을 비교하였다.
연구결과 지진해일에 주로 사용되는 Solitary Wave에 비해 LDN-Wave의 최대 처오름 높이가 17%정도 더 높은 것으로 확인되었고, 지진해일시 해안에서 초기 수위저하 현상을 재현할 수 있었다.
LDN-Wave의 최대처오름 높이가 더 큰 이유는 LDN-Wave의 전파 과정에서 진폭분산에 의해 파형경사가 급한 N-Wave가 만들어져 큰 관성으로 처오르기 때문에 최대 처오름 높이가 더 큰 것으로 판단된다.
또한 본 논문에서 제시한 복합단면 및 유수실을 갖는 방파제의 경우 일반 경사식 방파제에 비하여 N-Wave의 경우 5%, Solitary Wave의 경우 7%의 처오름 저감 효과를 확인할 수 있었다.
본 연구를 통해 복합 단면 및 유수실 갖고 있는 방파제의 지진해일 방재 가능성을 확인하였고 LDN-Wave를 통해 보다 지진해일에 근접한 수치모의를 할 수 있을 것으로 판단 한다.
Tsunami triggered by huge earthquake, measuring magnitude 9.0, emerged off the coastal of Fukusima in Japan in march 2011, had resulted in many human victims in the area and radiation releases due to explosion of nuclear power plants in Fukusima.In the case of South Korea, there were two tsunami occ...
Tsunami triggered by huge earthquake, measuring magnitude 9.0, emerged off the coastal of Fukusima in Japan in march 2011, had resulted in many human victims in the area and radiation releases due to explosion of nuclear power plants in Fukusima.In the case of South Korea, there were two tsunami occurred in 1983 and 1993.
However, because tsunami damage had not been reported since 1993, it seems to be vulnerable to a solution related to tsunami. Moreover, it is necessary to establish measures against tsunami damage whenever can be emerged because South Korea is adjacent to Japan in which earthquake occurs frequently due to geographical features and most of nuclear power plants are located on the Eastern coast.
Thus, in this paper, a new designed breakwater is proposed, that has compound cross-section and chamber as one of the disaster prevention system able to protect important facilities such as nuclear power plants against tsunami. Numerical simulation is conducted to verify structural characteristics of a proposed breakwater by using a Volume Of Fluid(VOF) method for simulating more accurately.
As a wave model, Leading Depression (LDN) wave was adopted to make up for a weak point of solitary wave, the lack of water depth depression phenomenon in initial coastline and relatively lower run-up height and by generating solitary wave and LDN, characteristics between two waves respectively were compared and analyzed.
According to the results of this simulation, it is presented that run-up height of LDN-wave is 17% higher than one of solitary wave and initial water depth depression phenomenon is observed.
Why maximum run-up height of LDN-wave is higher can be considered that N-wave, having lager wave steepness, is induced by amplitude distribution in the process of propagation of LDN-wave and then more powerful inertia force is affected at breakwater.
Additionally, in the case of a new designed breakwater proposed in this paper, there are good reduction effects rather than rubble mound breakwater, 5% with N-wave and 7% with solitary wave lower.
Through this study, it is verified that breakwater composed of compound cross-section and chamber is more effective to prevent with tsunami and LDN-wave is considered to simulate more closely generating tsunami.
Tsunami triggered by huge earthquake, measuring magnitude 9.0, emerged off the coastal of Fukusima in Japan in march 2011, had resulted in many human victims in the area and radiation releases due to explosion of nuclear power plants in Fukusima.In the case of South Korea, there were two tsunami occurred in 1983 and 1993.
However, because tsunami damage had not been reported since 1993, it seems to be vulnerable to a solution related to tsunami. Moreover, it is necessary to establish measures against tsunami damage whenever can be emerged because South Korea is adjacent to Japan in which earthquake occurs frequently due to geographical features and most of nuclear power plants are located on the Eastern coast.
Thus, in this paper, a new designed breakwater is proposed, that has compound cross-section and chamber as one of the disaster prevention system able to protect important facilities such as nuclear power plants against tsunami. Numerical simulation is conducted to verify structural characteristics of a proposed breakwater by using a Volume Of Fluid(VOF) method for simulating more accurately.
As a wave model, Leading Depression (LDN) wave was adopted to make up for a weak point of solitary wave, the lack of water depth depression phenomenon in initial coastline and relatively lower run-up height and by generating solitary wave and LDN, characteristics between two waves respectively were compared and analyzed.
According to the results of this simulation, it is presented that run-up height of LDN-wave is 17% higher than one of solitary wave and initial water depth depression phenomenon is observed.
Why maximum run-up height of LDN-wave is higher can be considered that N-wave, having lager wave steepness, is induced by amplitude distribution in the process of propagation of LDN-wave and then more powerful inertia force is affected at breakwater.
Additionally, in the case of a new designed breakwater proposed in this paper, there are good reduction effects rather than rubble mound breakwater, 5% with N-wave and 7% with solitary wave lower.
Through this study, it is verified that breakwater composed of compound cross-section and chamber is more effective to prevent with tsunami and LDN-wave is considered to simulate more closely generating tsunami.
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